Articles

A Synchrotron X-ray Study on the Wigner Effect of the Irradiated Nuclear-grade Graphite

We simuleren het Wigner Effect van het nucleaire grafiet voor de werkomgeving van de HTGR (High Temperature Gas-cooled Reactor). Het grafiet werd kunstmatig bestraald met 3MeV C2+ ion om de snelle neutronen-stralingsschade van de HTGR kern na te bootsen. In een hoog vacuüm van 10-7 torr werden de bestralingstemperaturen geregeld in het bereik van 600 °C tot 900 °C. Als gevolg van de bestraling met hoge doses worden enorme hoeveelheden Frenkelparen gecreëerd, en deze defecten veroorzaken de uitzetting van de roosterafstand. Deze vacatures en interstitialen vormen nieuwe spanningsvelden en slaan energie op in de vervormde kristallijne structuur. We kwantificeren de structurele integriteit van het grafiet met/zonder bestraling via synchrotron röntgendiffractie-experimenten. De synchrotron röntgendiffractie-experimentele resultaten, gemeten op bulkspecimens, onthullen de heroriëntatie van de textuur en de ontwikkeling van de microstructuur onder invloed van de combinatie van bestraling en hoge temperatuur. Er wordt een correlatie ontwikkeld tussen de rek van het rooster en het bestralingseffect. De vervormingsmechanismen worden onthuld.